211service.com
Styring piller sikkert
Styring af en pille, mens den bevæger sig gennem en patients krop, kan lade lægerne levere medicin til det præcist rigtige sted - for eksempel en tumor i tyktarmen.
Slug dette: En magnet i kapslen vist her lader forskere kontrollere kapslens position i fordøjelseskanalen. Dette kunne føre til mere præcise lægemiddelleveringsmetoder.
Forskere ved Brown University har demonstreret en måde til sikkert at kontrollere en manøvredygtig pille og se, når den passerer gennem mave-tarmkanalen.
Bortset fra at lede efter spor i en patients blodbane, er det svært for læger at sige, om et lægemiddel er blevet leveret korrekt. Du kan tage røntgenbilleder [af mærkede piller], men du kan aldrig rigtig vide, hvornår stoffet blev frigivet, siger Edith Mathiowitz , lektor i medicinsk videnskab og teknik ved Brown University og hovedefterforsker på projektet. Mathiowitz' team, som fokuserer på at skabe bedre teknologier til medicinlevering, byggede oprindeligt et magnetisk sporingssystem til at observere piller, når de passerer gennem kroppen. Men forskerne indså hurtigt, at de også kunne kontrollere pillerne.
Det, vi udviklede, kunne være ekstremt nyttigt til at forbedre biotilgængeligheden for lægemidler, der har selv smalle terapeutiske vinduer, siger Mathiowitz og henviser til lægemidler, der kun absorberes i specifikke områder af mave-tarmkanalen. Du kan bruge det på to måder: et tilbageholdelsessystem for maven [for at sikre, at patienten får den ønskede dosis] og til lokalisering i specifikke områder af mave-tarmkanalen - områder, der er meget svære at nå.
I eksperimenter flyttede Mathiowitzs hold piller gennem maver og tarme på rotter. De udviklede et system til at måle og kontrollere kraften mellem en en millimeter lang magnet i pillen og en stor ekstern magnet, der bruges til at styre dens bevægelse. Systemet flytter automatisk den eksterne magnet tættere på eller længere fra pillens magnet for at opretholde den minimale kraft, der vil manipulere pillen, og undgå skade på dyrets tarm eller mave.
Andre forskergrupper har vist, at kapsler kan manipuleres inde i kroppen magnetisk, men de har ikke fokuseret på at minimere den anvendte kraft, forklarer Bryan Laulicht, førsteforfatter til forskningspapiret, der beskriver arbejdet, offentliggjort i dag i online-udgaven af tidsskriftet. Proceedings of the National Academy of Sciences . Den fremherskende tanke var at bruge så meget magt som muligt, siger han. Vores virkelige skub var at understrege sikkerheden.
Pillesporing: Et nyt system kontrollerer omhyggeligt positionen af en magnetisk pille (omkranset med hvidt) inde i en rottes fordøjelseskanal.
Pillen udviklet hos Brown har omtrent samme størrelse og form som en Tylenol-kapsel og indeholder en magnet og et reservoir til at holde medicin og mikroskopiske jernpartikler, som dukker op på røntgenbilledet.
I dyreforsøgene blev den kontrollerende magnet placeret ved siden af rotten sammen med en anordning til at måle kraften mellem de to magneter - en lille udkrager, der bøjer sig som reaktion på kraft og er følsom nok til at registrere blot 0,01 gram masse. Ændringerne i cantilever-strålen blev ført ind i en computer 10 gange i sekundet, og den kontrollerende magnet bevægede sig automatisk som svar. Holdet udledte den nødvendige minimumskraft ud fra beregninger af de normale tryk, der opstår under fordøjelsen, og var i stand til at holde den magnetiske pille i rottens tyndtarm i 12 timer. Holdet brugte en røntgenmaskine til at spore pillen i rotten.
Jeg tror, det er en god måde for et mere kontrolleret lægemiddelleveringssystem, siger Frank Volke, leder af et forskerhold ved Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering i ankt Ingbert, Tyskland, som er ved at udvikle lignende teknologi. Volkes gruppe skabte en pille, der indeholdt et kamera, der kan styres magnetisk, og hans gruppe håber også at udvikle et lægemiddelleveringssystem. Andre eksperimentelle tilgange til at kontrollere bevægelsen af piller omfatter brug af bittesmå robotfødder og brug af moduler, der samles selv inde i kroppen.
Piller med langsom frigivelse, belagt med et kemikalie, der styrer den hastighed, hvormed lægemidlet udleveres, har eksisteret i et stykke tid, men en måde at styre en pille på ville tilføje mere fleksibilitet til den type medicin, siger Maysam Ghovanloo , en assisterende professor ved Georgia Institute of Technology, som er ved at udvikle en smart pille, der overvåger overholdelse af lægemidler. Han foreslår, at overvågning af magnetiske felter, i stedet for at bruge røntgen, i sidste ende kan gøre det mere sikkert at overvåge pillens position. Laulicht siger, at de planlægger i sidste ende at gå over til et magnetisk sporingssystem.
Moses Goddard , en generel kirurg og lektor ved Brown University, som ikke var involveret i arbejdet, siger, at det er en spændende forfining af værktøjer til at forbedre magnetiske vejledningsteknikker. Selvom der ikke er nogen FDA-godkendte magnetiske vejledningsteknologier til brug med lægemidler, siger Goddard, at en sådan tilgang kan hjælpe med at behandle sygdomme lige fra diabetes til Crohns sygdom. Den magnetiske undersøgelse vil give os et meget bedre greb om, hvordan man bruger og manipulerer magnetiske kræfter sikkert og effektivt for at guide piller til områder af tarmen, hvor vi ønsker, at de skal hen og forblive i en kontrollerbar periode, siger Goddard. Det vil være særligt nyttigt for at finde ud af, hvordan man guider relativt store piller til specifikke områder af interesse.
Metin Sitti , lektor i ingeniørvidenskab ved Carnegie Mellon University, som arbejder på robotpiller, siger, at forskningen er meget lovende i betydningen medicinske anvendelser af ubundne magnetiske kapsler.
Det vil tage noget tid, før en sådan teknologi vil være sikker at bruge i mennesker. Derudover skal kost og ydre omgivelser kontrolleres omhyggeligt for at sikre, at ingen uventede magnetiske kræfter spiller ind. Men Laulicht siger, at systemet potentielt kunne genkende, om en anden magnet ændrede kraften på en pille, og endda modvirke den. I sidste ende tror jeg, at det her kunne bruges i et ambulant miljø, siger han.
Hvis enheden til sidst bliver tilpasset og godkendt til menneskelig brug, vil den sandsynligvis kun blive brugt i ekstreme tilfælde, såsom mave-tarmkræft eller inflammatorisk tarmsygdom, for hvilke andre behandlinger har slået fejl, siger Laulicht. Holdets næste skridt er at prøve at bruge det med rigtige stoffer og at teste det i større dyr.